船用柴油机相继增压蝶阀切换延迟仿真研究

采用合理的蝶阀切换延迟时间,可有效地防止相继增压柴油机在切换过程中出现喘振现象,保证切换过程的平稳过渡.基于有限容积法,建立了TBD234V12船用柴油机采用2台增压器相继增压的计算模型.通过仿真计算.分析了蝶阀切换延迟时间对柴油机运行状况的影响,并选定了适合该机的切换延迟时间,为相继增压系统的控制设计提供了理论依据.     

柴油机两级相继增压系统设计与匹配试验研究

为改善低工况条件下因增压压力不足而造成柴油机缸内燃烧恶化问题,将两级增压（two-stage turbocharging,TST）与相继增压（sequential turbocharging,STC）技术相结合.首先,通过推进特性试验进行两级相继增压与柴油机匹配计算,确定增压器型号;其次,利用GT-power软件得到增压器与柴油机联合运行曲线,验证方案的可行性;最后,进行台架试验,分析推进特性和负荷特性下两级相继增压对柴油机性能影响.试验结果表明：推进特性条件下,在0～50%负荷区间,采用单涡轮增压（1TC）可以改善燃烧恶化问题;在50%～100%负荷区间,采用双涡轮增压（2TC）能够进一步提高空燃比,改善缸内燃烧,尤其在60%负荷下,燃油消耗率相比原机降低8.08%;两级相继增压模式在低转速、全扭矩及中高转速、高扭矩运行区域,可实现增压器的良好匹配.     

相继增压柴油机切换延迟时间的试验分析

基于改善TBD234V6型柴油机在相继增压系统切换过程中的瞬间性能,根据经济性最优原则选择柴油机运行的最佳工况点;为了使柴油机在切换过程中更加平稳,避免出现喘振和倒灌现象,选择在最佳切换工况点对增压器切换延迟时间进行研究.研究结果表明:柴油机的最佳切换工况点在40%负荷,转速1 112转/分;受控增压器切入最佳延迟切换时间为1 s,切出时延迟时间为0 s最佳.此时,柴油机各项指标良好,切换相对平稳,无喘振和倒灌现象.     

掺混生物柴油对相继增压柴油机燃烧性能的影响

为促进生物质能源应用,减轻国家对于化石能源的依赖,以某船用增压柴油机为研究对象,将其改造为相继增压系统柴油机,进行掺混生物柴油燃烧试验,在推进特性25%负荷试验时,生物柴油设置5% ~ 25%共5组配比,研究不同生物柴油配比对柴油机动力性、经济性及排放性的影响. 研究结果表明:在25%负荷时,掺混生物柴油燃烧与纯柴油燃烧相比,相继增压柴油机的动力性下降约6.5%,燃油消耗率增长约9.2%,NO_x排放量降低约9.8%,SOOT排放量降低约76.7%;相继增压柴油机掺混生物柴油燃烧时,其动力性及排放性均优于原机;在25%负荷时生物柴油最佳掺混率为25%,随着生物柴油配比增加其动力性与经济性下降较快,NO_x排放升高,掺混率不宜过高;改造为相继增压船用柴油机后,在一定程度上弥补了掺混生物柴油燃烧带来的不足.      

柴油机瞬时转速的仿真计算与分析

根据柴油机的动力学和运动学，建立了柴油机瞬时转速的计算模型，在LabVIEW软件开发平台上开发了仿真计算软件，进行了柴油机瞬时转速的仿真计算与分析．在实验室进行了柴油机瞬时转速的测量与分析，并与仿真计算结果进行了比较，证实了柴油机瞬时转速计算模型的正确性和对故障的可诊断性．考虑螺旋桨对瞬时转速的影响，分析了瞬时转速分析法用于船舶主机（柴油机）监测与诊断的应用条件．     

增压柴油/CNG双燃料发动机CNG电控技术研究

介绍了一套自主开发研制的CNG电控喷射系统，并利用该系统将一台D6114增压柴油机改装成了柴油／CNG双燃料发动机．台架试验表明：相对于原型机，改装后的双燃料发动机碳姻的排放量下降50％以上，常用工况柴油替代率超过50％，燃料成本下降20％以上．     

基于dSPACE平台的柴油机测控系统硬件在环仿真

为了降低柴油机测控系统的开发时间和费用,采用dSPACE硬件在环仿真平台,对柴油机测控系统进行了开发.采用BP神经网络改进了柴油机准稳态模型,使用Matlab/Simulink软件建立了TBD620V12型增压柴油机的改进准稳态模型,并检验了新增的爆发压力模型和滑油压力模型的精度.在dSPACE处理器中运行该仿真模型,并通过输入输出接口板及接口电路将测控系统与dSPACE平台连接,实现了测控系统与柴油机模型的闭环仿真.仿真结果与试验数据对比表明:相对误差小于3%,从而可用硬件在环仿真代替实机试验,缩短了测控系统的开发周期,并降低了开发成本.     

柴油机动态过程仿真研究

以非增压柴油机为研究对象建立了零维模型，模拟了非增压柴油机的稳态特性和调速过程实验表明，仿真精度达到了误差2％以下。从动态过程控制器设计的角度，对动态模型进行了简化简化后的模型保持了柴油机动力特性的非线性特征，其调速过程仿真精度达到了95％．     

基于T-S模糊模型的船舶柴油机动态辨识

考虑到船舶柴油机模型的非线性和负载的不确定性,用T-S(Takagi-Sugeno)模糊辨识方法建立了船舶柴油机的动态模型。采用模糊聚类简化了T-S模糊规则数的确定和前提中隶属度函数参数的生成,用加权最小二乘算法得出辨识结论中的线性参数。对船舶柴油机在稳态运行工况下作小偏差工况扰动实验,得到在油门尺度和负载变化下柴油机转速、涡轮增压器转速等输出数据,利用该数据建立了描述柴油机动态性能的T-S模糊模型。仿真结果表明,利用该算法能有效地辨识出柴油机转速、涡轮增压器转速、增压压力、空冷器压力等输出在小工况扰动下的变化模型。     

GT-Power在机车柴油机上的仿真应用

利用GT-Power搭建了直喷式四冲程增压柴油机的仿真平台,其中包括16缸模型、进排气管路模型、涡轮增压器模型和中冷器模型．并在机车用大功率重载增压柴油机16V240ZJ型发动机上进行了工作过程模拟计算验证,计算结果与实验结果吻合良好,误差较小．可见,利用GT-Power软件建立仿真计算模型这种方法,为机车柴油机的性能研究提供便利．     

柴油机涡轮增压测量分析系统研制

介绍了柴油机涡轮增压测量分析系统的原理和结构,采用研制的测量分析系统对柴油机涡轮增压系统的特性进行了测量分析,并对比分析了不同排气系统对柴油机性能的影响.试验表明,柴油机涡轮增压测量分析系统的测量精度满足测量的技术要求.     

缸内气体流动对柴油机燃烧和排放的影响

文章利用改进了油滴的碰撞子模型KIVA-3V程序对16V240ZJB型柴油机在标定工况下的压缩和燃烧过程进行了模拟。研究分析了涡流比和和缸内湍能分数对燃烧和排放的影响。结果表明涡流比是影响燃烧和排放的关键。     

高码率Turbo码中确定性交织器的设计

交织器设计在Turbo码理论中具有重要地位，高码率Turbo码对交织器具有特殊要求，通过对影响交织器设计的5个重要因素分析，研究了如何设计理想的Turbo码交织器，并讨论了3种常见确定性交织器的映射函数以及在高码率Turbo码中的奇偶性设计，计算机模拟结果显示通过映射函数得以的3种奇偶交织器实现简单且在高码率Turbo码中能够取得较好的性能。     

舰用高压共轨柴油机燃烧与排放的仿真计算

利用高速闪光摄影技术，对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析，提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式．在正确描述高压燃油喷雾的基础上，建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型．此模型改进了燃油喷射模型以及碳烟的生成与氧化模型，考虑了燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热，由此对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算，计算与试验结果对比分析表明，改进后的燃烧与排放模型能够较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况．     

高压共轨多次喷射系统喷油器控制算法研究

为了实现高压共轨柴油机的多次喷射,控制喷油器是核心。基于高压共轨喷油器设计了适应于多次喷射的控制算法,并对其进行了驱动试验验证。试验结果表明:该控制系统实现了对高压喷油器的有效控制,喷油器每循环可实现3次喷射,使得共轨式柴油机电控单元硬件得到简化,并且为实现多次喷射提供了一种参考方法。     

柴油机受热零部件耦合系统瞬态温度场数值仿真

文中建立了柴油机活塞组、缸套三维耦合系统循环瞬态传热仿真模型，充分考虑了活塞组和缸套间非常细薄的油膜厚度并对其进行了网格划分，使得所建立的传热模型和以往的研究相比前进了一大步，更接近真实情况．并结合4135柴油机进行模拟计算，得出了实机受热零部件耦合系统三维循环瞬态温度场．同时得出了以前很少人涉及的活塞销座处的温度场，特别是研究了活塞、缸套在周向上的温度分布．     

船用电控气缸注油系统仿真计算研究

文章选定6L60MC型号某船用柴油机,借助AVL-HYDSIM软件对船用电控气缸注油系统进行仿真计算建模,并对模型进行了试验验证。